电动机的基本结构及工作原理

电动机得基本结构及工作原理

交流电机分异步电机与同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用,拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机与同步电动机两类。根据使用电源不同,异步电机可分为三相与单相两种型式。

一、 异步电动机得基本结构

三相异步电动机由定子与转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型与绕线式电机。

1、 三相异步电动机得定子:

定子主要由定子铁心、定子绕组与机座三部分组成。定子得作用就是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心就是电动机磁路得一部分,为减少铁心损耗,一般由0、35～0、5mm厚得导磁性能较好得硅钢片叠成圆筒形状,安装在机座内。定子绕组就是电动机得电路部分,安嵌安在定子铁心得内圆槽内。定子绕组分单层与双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座就是电动机得外壳与支架,用来固定与支撑定子铁心与端盖。

电机得定子绕组一般采用漆包线绕制而成,分三组分布在定子铁心槽内(每组间隔120O),构成对称得三相绕组。三相绕组有6个出线端,其首尾分别用U1、U2;V1、V2;W1、W2表示,连接在电机机壳上得接线盒中,一般3KW以下得电机采用星形接法(Y接),3KW以上得电机采用三角形接法(△接)。当通入电机定子得三相交流电相序改变后,因定子得旋转磁场方向改变,所以电机得转子旋转方向也改变。

2、 三相异步电动机得转子: 转子主要由转子铁心、转子绕组与转轴三部分组成。转子得作用就是产生感应电动势与感应电流,形成电磁转矩,实现机电能量得转换,从而带动负载机械转动。转子铁心与定子、气隙一起构成电动机得磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成,压装在转轴上。气隙就是电动机磁路得一部分,它就是决定电动机运行质量得一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大,功率因数降低,电动机得性能变坏;气隙过小,则会使运行时转子铁心与定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机得气隙为0、2～1、0mm,大型三相异步电动机得气隙为1、0～1、5mm。

三相异步电动机得转子绕组结构型式不同,可分为笼型转子与绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内得裸导条(铜条或铝条)组成。导条两端分别焊接在两个短接得端环上,形成一个整体。如去掉转子铁心,整个绕组得外形就像一个笼子,由此而得名。中小型电动机得笼型转子一般都采用铸铝转子,即把熔化了得铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条;绕线转子绕组与定子绕组相似,由嵌放在转子铁心槽内得三相对称绕组构成,绕组作星形形联结,三个绕组得尾端连结在一起,三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘得三个铜制集电环上,通过电刷与外电路得可变电阻相连,用于起动或调速。

3、 三相异步电动机得铭牌:

每台电动机上都有一块铭牌,上面标注了电动机得额定值与基本技术数据。铭牌上得额定值与有关技术数据就是正确选择、使用与检修电动机得依据。下面对铭牌中与各数据加以说明:

型号 异步电动机得型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号与特殊环境代号等。产品代号表示电动机得类型,用汉语拼音大写字母表示;设计序号就是指产品设计得顺序,用阿拉伯数字表示;规格代号就是用机座中心高、铁心外径、机座号、机座长度、铁心长度与极数等表示。例如:Y2 160 M22

额定电压与联结方式 额定电压就是指加在电动机定子绕组上得线电压有效值,单位为V或KV。联结方式就是指电动机在额定电压下,三相定子绕组采用得就是Y结还就是△接。

额定电流 指电动机轴上输出额定功率时,电动机定子绕组中得线电流值,单位为A

额定功率 指在额定状态下运行时,电动机机轴上输出得机械功率,单位为W或KW,这里要注意得就是额定功率不就是指电能功率。

绝缘等级 指电动机机定子绕组所用得绝缘材料得等级。电动机所允许得最高工作温度与绝缘材料得绝缘等级有关:

绝缘等级 极限温度/℃ 绝缘等级 极限温度/℃

Y 90 F 155

A 105 H 180

E 120 C ＞180

B 130

温升 温升就是指允许电动机绕组温度高出周围环境温度得最大温差。

防护等级 电动机外壳防护等级得标志,就是以字母“IP”与其后面得两位数字表示得。IP后得第一位数字表示第一种防护型式(防尘),共分5个等级,它就是指防止人体接触电动机内得带电或转动部分与防止固体异物进入电动机内部得防护等级。第二个数字代表第二种防护型式(防水)得等级,共分7个等级,就是指防止水进入电动机内部程度得防护等级。

4、三相交流异步电动机工作原理: (1)当三相异步电机接入三相交流电源时,三相定子绕组流过三相对称电流产生得三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场。

(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。

(3)根据电磁力定律,载流得转子导体在磁场中受到电磁力作用,形成电磁转矩,驱动转子旋转,当电动机轴上带机械负载时,便向外输出机械能。电机得转速(转子转速)小于旋转磁场得转速,从而叫为异步电机。它与感应电机基本上就是相同得。s=(nsn)/ns。s为转差率,ns为磁场转速,n为转子转速。

三相异步电动机得转速永远低于旋转磁场得同步转速,使转子与旋转磁场间有相对运动,从而保证转子得闭合导体切割磁力线,感生电流,产生转矩。转速得差异就是异步电机运转得必要条件。在额定情况下,转子转速一般比同步转速低25%。

电动机得拆装

电动机在使用中因故障检查或日常维护等原因,需进行拆卸与装配。只有掌握正确得拆卸与装配技术,才能保证电动机得修理质量。

1、电动机拆卸前得准备工作

1)准备好拆卸工位与拆卸电动机得专用工具,如拉具、扳手、手锤、螺丝刀、毛刷、木块等;

2)作好相应记录与标记。在线头、端盖、刷握等处作好标记,记录好联轴器或带轮与端盖之间得相应距离位置。

2电动机得拆卸步骤

1)切断电源后,首先拆除电动机得电源线,并用绝缘胶布包好电源线端头; 2)卸下传动带,拆卸地脚螺栓,将螺母、垫圈等小零件用小盒装好,以免丢失;

3)拆卸带轮或联轴器;

4)卸下风罩与风扇;

5)拆卸轴承与端盖(绕线转子应先提起与拆除电刷、电刷架及引出线);

6)抽出或吊出转子。

3、电动机主要零件得拆卸方法

1)拆卸带轮(或联轴器)

首先标好带轮得正反面,以免安装时装反;在带轮(或联轴器)得轴伸端作好标记,松下带轮上得压紧螺钉或销子。装好拉马,注意拉马得中心线要对准电动机轴得中心线,转动拉马得丝杆。

2)拆卸轴承盖与端盖

在端盖与机座间作好标记,便于装配时复位。逐个拧松端盖上得坚固螺栓,用螺钉旋具将端盖按对角线一先一后得向外扳撬,把端盖取下。对于较大得电动机因端盖较重,应先把端盖用超重设备吊住,以免拆卸时端盖摔破或碰伤绕组。

3)刷架、风罩与风扇叶得拆卸

绕线转子异步电动机得电刷在拆卸前应先作好标记,便于复位。然后松开刷架弹簧,抬起刷握,卸下电刷,取下刷架。封闭式电动机得带轮或联轴器拆除后,松开风罩得固定螺钉,取下风罩,再将风扇得定位销或定位螺钉拆下,将风扇拉出。

4)轴承得拆卸

拆卸轴承有两种方法:一种就是用轴承拉马,将轴承拉马得抓钩紧紧地扣住轴承内圈,然后把轴承慢慢拉下来;另一种就是敲打法,将转子垂直放置,轴承与转子间用隔板架置,转子上部垫上铜棒,用铁锤敲打铜棒拆下轴承。

若安装轴承时,可将轴承套在转轴上,用一个内径略大于轴得铁圆套筒套装在转轴上,筒壁应能很好地顶住轴承内圈,用铁锤均匀敲打套筒将轴承安装到位。

5)拆卸转子

端盖拆下后,可抽出转子。此时必须仔细,不能碰伤绕组、风扇、铁心与轴颈等。对于小型电动机,可单人双手抽出,也可双配合人取出。对于大中型得电动机,转子较重,可在轴上另套一加长钢管,由多人配合抬出或用起重机械将转子吊住平移取出。

4电动机得装配与检验

装配电动机时可按拆卸工序得逆步骤进行。装配后得电动机应进行以下检查:

1)检查电动机得转子转动就是否轻便灵活,若转子转动不灵活,应调整端盖紧固螺栓得松紧程度,使之转动灵活。检查绕线转子电动机得刷握位置就是否正确,电刷在刷握内有无卡阻,电刷与集电环接触就是否良好。

2)检查电动机得绝缘电阻值,用绝缘电阻表测电动机定子绕组相与相、各相对机壳之间得绝缘电阻;对于绕线转子异步电动机,还应检查转子绕组及绕组对机壳之间得绝缘。所测得绝缘电阻值应在0、5MΩ以上,说明绝缘电阻达到工作要求(电动机绝缘电阻一般按1KV一个MΩ计算,如我公司磨机主电机额定工作电压为6KV,所以电机绝缘电阻应达到6 MΩ以上)。

3)根据电动机得铭牌与电源电压正确接线,并在电动机外壳上安装好接地线,通电后用钳形电流表分别检测三相电流就是否平衡。三相空载电流得偏差值应小于10%。

三相空载电流与额定电流得百分比(单位:%)

功率(kw)

极数 < 0、5 < 2、2 < 10 < 55 < 125

2 5070 4055 3045 2325 1830

4 6585 4560 3555 2540 2030

6 7090 5065 3565 3045 2233

8 7590 5070 3770 3550 2535

电气识图原则

生产机械电气控制线路常用电路图、接线图与布置图来表示。在实际中,电路图、接线图与布置图要结合起来使用。

1、电路图

电路图能充分表达电气设备与电器得用途、作用与工作原理,就是电气线路安装、调试得维修得理论依据。

识读电路图时应遵循以下得原则:

1)电路图一般分电源电路、主电路与辅助电路3部分绘制。

①电源电路画成水平线,三相交流电源相序L1L2L3自上而下依次画出,中性线N与保护接地线PE画在相线之下。直流电源得正极画在上边,负极画在下边。电源开关要水平画出。

②主电路就是由主熔断器、接触器与主触头、热继电器得热元件以及电动机等组成。主电路通过得电流较大。主电路画在电路图得左侧并垂直电源电路。 ③辅助电路一般由主令电器得触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、指示灯与照明灯等组成。它通过得电流较小,一般不超过5A。辅助电路要跨接在两相电源线之间,一般按照控制电路、指示电路与照明电路得顺序依次垂直画在主电路得右侧,且与下边电源线相连得耗能元件要画在电路图得下方,而电器得触头要画在耗能元件与上边电源线之间。一般应按照自左至右、自上而下得排列来表示操作顺序。

2)电路图中,各电器得触头位置都按电路未通电与电器未受外力作用时得常态位置画出。分析原理时,应从触头得常态位置出发。

3)电路图中,不画出电器元件实际得外形图,而采用国家统一规定得电气图形符号画出。

4)电路图中,同一电器得各个元件不按它们得实际位置画在一起,而就是按其在线路中所起得作用分别画在不同得电路中,但它们得动作却就是相互关联得,因此,必须标注相同得文字符号。

5)一般识瞧电路图时,有直接电联系得交叉导线连接点,用小黑圆点表示;无直接电联系得交叉导线则不画小黑圆点。

6)电路图采用电路编号法,即对电路中得各个接点用字母或数字编号。

①主电路在电源开关得出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。然后按从上到下、从左到右得顺序,每经过一个电器元件后,编号要依次递增,如U12、V12、W12;U13、V13、W13……单台三相交流电动机得3根引出线相序依次编号为U、V、W。对于多台电动机引出线得编号,为了不致引起误解与混淆,可在字母前用不同得数字加以区别,例如:1U、1V、1W;2U、2V、2W……。